长白猪精浆外泌体miRNAs的鉴定与功能分析

摘要

外泌体(exosomes,EXs)是由细胞分泌的直径约为30～150 nm的小囊泡,介导细胞间的物质转运,在配子发育和成熟中发挥重要调控作用,也有研究显示精浆中的EXs对精子保存和受精具有重要调控作用,但目前关于精浆外泌体(seminal plasma EXs,spEXs)携带miRNAs在精子受精中作用尚未见报道.本研究探究优秀长白种公猪(Sus scrofa domestica)spEXs miRNAs表达及其对精子受精中基因表达的潜在调控作用.从优秀长白种公猪原精液中提取spEXs,通过电镜观察、粒径和标志性蛋白表达的分析等对spEXs鉴定;然后对所提取的spEXs进行miRNAs测序,分析高表达miRNAs和预测其靶基因,通过GO和KEGG通路富集分析归纳spEXs携带miRNAs在精子受精中的潜在作用机制.结果显示成功分离了特征性的spEXs,miRNAs测序结果共鉴定出617个miRNAs,新发现110个miRNAs.然后对表达丰度高的miRNAs进行功能分析,显示在精子获能、活力和能量代谢等方面具有潜在的调控作用.其中,高丰度表达的miR-10家族(ssc-miR-10a-5p和ssc-miR-10b)潜在调节磷酸二酯酶(phosphodiesterase,Pde)的表达,抑制精子体内第二信使环磷酸腺苷(cAMP)或环磷酸鸟苷(cGMP)的降解,促进精子获能和具备受精能力;精子运动抑制因子基因(sperm motility inhibitor,SPMI)可以抑制精子运动,降低精子活力,是ssc-miR-204的潜在靶基因;ssc-miR-28-5p潜在N-myc下游调节基因2(N-myc downstream regulated gene,Ndrg2),促进精子体内能量的产生和利用.本研究中的spEXs miRNAs将为精液保存和精子受精作用调控提供基础数据,对精子受精能力调控机制的研究具有重要参考价值.